浙江纺织服装职业技术学院浙江纺织服装学院^毕业业！an^ex计e&fa（论论lleg）锦纶染色工艺探讨专业名称： 精细化学品加工工艺学生姓名： 林立科 班 级： 10精细化工班 学 号： 2010011430 指导教师： 郑老师 2013 年 04 月 28 日摘^聚酰胺俗称尼龙(Nylon),英文名称Polyamide (简称PA),是分子主链上 含有重复酰胺基团一[NHCO]—的热塑性树脂总称包括脂肪族PA,脂肪一芳香 族PA和芳香族PA其中，脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合 成单体具体的碳原子数而定是美国著名化学家卡罗瑟斯和他的科研小组发明 的锦纶是聚酰胺纤维在我国的商品名称，用作纺织纤维的品种有锦纶 6 ([NH(CH2)5C0] n)和锦纶 66 ([HN(CH2)6NHC0(CH2)4C0] n)两种，它们的染 色机理是相同的锦纶染色时，初始染浴p H值宜选在6〜7;锦纶66可在4 0°C始染，而锦纶6可在15°C始染；酸性染料染色时，若要染得深浓色泽，应 采用两只或两只以上染料拼染 ; 助剂的选用应与染料配套关键词 聚酰胺纤维 酸性染料 色牢度 低温染色目录引言 ⑷1 染色的基本常识 (4)1.1染色的定义 (4)1.2染色加工的目的 (4)1.3染色的过程 (4)2 聚酰胺纤维(锦纶)结构 (4)2.1. 聚酰胺纤维的结构的特点 (4)2.2. 锦纶及其几种混纺织物 (5)2.3. 锦纶与其他织物的辨别 (5)3 酸性染料的染色机理 (5)3.1酸性染料的性质 (5)3.2.酸性染料的染色机理 (5)3.3影响酸性染料的主要因素 (6)3.4锦纶染色的工艺 (7)3.5锦纶染色采用低温染色 (8)4 锦纶染色出现的预防及补救措施疵病 (9)4.1竞染造成的色花和色样的不符 (10)4.2充分考虑染料的配伍性 (10)4.3工艺部合理造成的疵病 (10)4.4注意染料匀染性的选用及用量 (10)5 结论以及尚存在的问题 (10)6 参考文献 (11)致谢引言锦纶因其具有洗可穿、免烫、尺寸稳定性好、缩水率小和耐气候性好等特点, 而被广泛应用。
然而在酸性染料对锦纶染色后,由于锦纶末端氨基少的这一结构 特点,使得酸性染料的上染大部分依靠染料分子与织物之间的范德华力和氢键,从 而导致色牢度差等问题由于锦纶织物存在吸湿性差、穿着时汗水不易排出、 手感粗糙等缺陷,利用织物后整理技术对锦纶纤维织物进行后整理加工,使织物具 有吸湿排汗以及柔软的效果就成为一种必然然而后整理处理时 ,所使用的助剂 对于固色剂的固色效果有一定的影响在此 ,本文使用 DM-3740 吸湿排汗剂、 DM-3741 特软吸湿排汗剂和 SilyouwetT6160 有机硅柔软剂分别来处理以上两种 固色剂的整理试样（最佳固色工艺条件下）,并对其毛细管效应、吸水率、水滴扩散 时间、水分蒸发速率、柔软性能及耐洗性分别进行测试 ,研究其整理剂对织物各 项性能的影响通过分析后整理助剂对固色后锦纶织物色牢度的影响 ,研究了固 色剂和后整理助剂的特性与共性：吸湿排汗剂 DM-3740 整理两类固色剂固色后 织物都能大幅提高织物的吸湿排汗性,但对色牢度影响较大,色牢度等级分别下降 了 0.5-1 级；吸湿排汗剂 DM-3741 整理两类固色剂固色后织物都能大幅提高织物 的吸湿排汗效果,也导致色牢度出现不同程度下降,但对比 DM-3740 其对色牢度 影响较小；Silyouwet T6160柔软剂整理两类固色剂固色后织物都能提高织物的 手感等级,并且对色牢度影响相对较小。
1. 染色的基本常识1.1 染色的定义 用染料或颜料将纤维着色称为染色，广义上的染色是在纤维品上呈现色，包 括呈现白色的漂白、荧光增白、呈现色的全面的全面染色的染色及部分染色的印 染1.2 染色加工的目的 改变纤维（纱、布等）增高纤维制品的价值其价值包括： 感觉价值：包括色、花样之美丽、视觉、触觉 使用价值：包括耐久性、染色坚牢度、舒适性、健康性1.3 染色过程 染料在染浴中纤维表面扩散，吸附于纤维表面上，由纤维表面向内部扩散，染着平衡2 聚酰胺纤维（锦纶）结构2.1 聚酰胺纤维的结构特点 聚酰胺纤维的组成和结构比蛋白质纤维简单，仅在分子链的末端才具有羧基 和氨基、在分子链的中间存在大量的碳链和酰胺基，无侧链聚酰胺纤维的氨基 含量低，锦纶66和锦纶6的氨基含量分别为0.4mol/kg纤维和0.098mol/kg纤 维，为羊毛的 1/20 和 1/10 左右锦纶用酸性染料染色只能染得中等浓度的色泽， 锦纶 6 的得色量比锦纶 66 高些聚酰胺纤维的羧基含量高于氨基，在等电点时 氨基全部以铵根离子的形式存在，而羧基只是以部分一COO-离子的形式存在锦 纶66的等电点PH值为6~7.聚酰胺纤维的热塑性纤维，其吸湿溶胀性比羊毛低的多。
当温度高于70° C 上染速率才迅速加快纤维纺丝时的拉伸比大小，对锦纶的染色性能也有影响，拉伸比增大，其结 晶度和取向度提高，使染料分子渗透的可及区减小，因而染色时染料的平衡吸附 量和扩散系数都有减少聚酰胺纤维的染色性能还随染色前所受的热处理条件而 变化，经干热定型的纤维上染速率下降，经蒸汽定型的纤维上染速率提高2.2 聚酰胺纤维及其几种混纺形式 锦纶是一种疏水性纤维它是世界上最早的合成纤维品种，由于性能优良， 原料资源丰富，一直被广泛应用最大的优点是结实耐磨密度小弹性好，耐疲 劳破坏，化学稳定性好，耐酸不耐碱最大的缺点是久晒变黄，强度下降，吸湿 也不好，但比涤纶、晴纶好多用于针织和丝绸工业锦纶一般多与氨纶、涤纶、人造丝混纺以提高它的弹性、及织物的强力 补充它的不足之处锦纶染色用酸性染料，与其混纺的织物则分别用酸性染料、 酸性染料+分散染料（一般为阳离子染料）、酸性染料+活性染料（有牢度）、酸性 染料+直接染料（无牢度）染色时一定要先分析其材质，然后根据不同的材质选 用不同的燃料2.3 锦纶与其它纤维的辨别方式 取一小块坯布点燃，吹熄后观察其冒烟情况，冒白烟为锦纶材质，冒黑烟为 涤纶材质。
有烧纸味的为人造丝将坯布放置于适量的冰醋酸中加热30分钟， 可熔为锦纶材质，不熔为涤纶材质3.酸性染料的染色机理3.1 酸性染料的性质 聚酰胺纤维染色使用最多的是弱酸性染料，可在弱酸性染浴或中性染浴中进行染色，而且最好采用分子量为 400~500 的单磺化偶氮染料，或分子量为 800 左右的二磺化偶氮染料分子量过大，匀染性差，分子量过小，则湿处理牢度下 降与羊毛染色比较，酸性染料对聚酰胺纤维的亲和力比较高，匀染性较差，湿 处理牢度也比较好染色时需要使用匀染剂3.2 酸性染料的染色机理 酸性染料对聚酰胺纤维的染色机理基本上与羊毛染色相同在弱酸浴染色 时，有部分染料与纤维以离子键结合，但氢键和范德华力也起重要的作用，在中 性浴中，后者起主导作用在锦纶 66 的等电点以下染色时，染料主要以离子键 形式固着在纤维的端氨基上且酸性染料在锦纶 66 上的饱和值与端氨基的含量基 本相符当 PH 值降至 2.5 以下时，纤维的酰胺基开始吸附质子，产生超当量吸 附在 PH 值低的条件下染色，会促使锦纶纤维降解在锦纶 66 的等电点 PH 值以上染色时，染料靠范德华力、氢键等分子间吸引 力吸附在纤维上，它的耐碱性比羊毛和蚕丝要高的多由于聚酰胺纤维的氨基含量低，其染色饱和值很低，用酸性染料染色时只能 染得浅中色。
要染深浓色，需要采用两只或两只以上的染料拼染在拼染时必须 选用上染速率和亲和力相近的染料，否则不同染料间竟染现象突出，在整个染色 过程中，前后色泽不一致一组染料的拼染性好坏，可以用染液的光谱曲线图加 以验证要求在整个染色过程中，织物与染液的色泽一致，光谱曲线的形状相似， 其最大吸收波长一致3.3 影响锦纶染色的主要因素3.3.1 染料染料配伍性佳产生以下优点：a. 可以降低不均染得危险b. 可以有效缩短实际染色所需时间c. 使染色的再现性增强，减少二次加色的时间d. 对于织物的横竖条有较优良的覆盖效3.3.2PH 值在锦纶染色中，染浴 PH 值是影响其上染速率和上染率的重要工艺参数弱 酸性染料染锦纶时，染浴的 PH 值有不断升高的趋势，为了获得较高的上染率和 易染性，宜在 PH 值为 6~7 的初始浴中进行染色对亲和力较小、染浴 PH 值较敏 感的染料，初始染浴的 PH 值应在 5 一 6 以下，如能使用缓冲溶液，则效果更好与羊毛染色相比，酸性染料对聚酰胺纤维的亲和力较高，更易发生超当量吸附，因此酸性染料对染色PH值要求较高3.3.3 温度锦纶66的玻璃化温度是47〜50° C,—般可在40° C始染，由于锦纶66的吸 湿性溶胀性不太高，温度高于 70° C 以后，上染速率才迅速加快，在此后的升 温阶段需要控制升温速率，这对亲和力大、移染性差的染料更为重要。
保温阶段 的主要作用在于使染料获得一定的迁移性，因此染浴保温的温度变化对于匀染性 和盖染性的影响比较显著从常温沸染提高到120° C加压染色，盖染性可提高 1 级左右锦纶 6 分子间氢键较锦纶 66 少，染料在锦纶 6 中扩散较快锦纶 6 的玻璃 化温度较低，为35〜50° C,且端氨基含量较锦纶66多，温度较低时锦纶6的上 染率较高，故始染温度一般控制在15° C左右温度升至120° C时，其上染率 逐步接近甚至超过锦纶 663.3.4 助剂弱酸性染料与锦纶纤维之间的亲和力高、湿处理牢度好、上染率高，但染料 在纤维上缺乏迁移性，容易导致色花和柳条等疵病，尤其是染蓝、灰、棕等色泽 时暴露得更为明显，助剂的主要作用在于减少染料与纤维之间的作用力，降低染 料的上染速率、并使染料在纤维上增大迁移性但用量过多，会阻滞染料在纤维 上的吸附，或使染料解吸而影响吸尽率按其作用机制不同、助剂可分为纤维亲和性和染料亲和性两大类按助剂的 离子形式分为阴离子型、弱阳离子型、非离子型或两性离子助剂研究表明， 阴离子助剂在升温阶段有较好的缓染作用，非；离子助剂在保温阶段有较好的移 染作用，要注意助剂和染料的配伍性，分子较大的助剂适用于分子较大得弱酸性 染料，移染能力较强，具有较好的盖染作用。
有时将纤维亲和性助剂和染料亲和 性助剂拼混使用，也可获得较好的匀染和盖染效果3.4 锦纶染色的工艺3.4.1 染料的选择染料的选择主要取决于被染物的种类、色相色深及坚牢度等因素所选用 的染料要有合理的配伍性所谓配伍性就是指所用的染料在染色过程中，它们 的吸收不一致的，而不会有快慢的不同，这样可降低不匀染的危险性，缩短染色 时间，提高重现性，对于织物横条有较好的覆盖性）3.4.2 助剂的用量酸性匀染剂作为锦纶匀染剂可增进染料的配伍性，改善染色性能属于染料 亲和型助剂，用量有一定的限制，太少作用不强，太多则起阻染作用，影响吸尽 率及重现性3.4.3 染料的起始温度温度是控制上染的重要因素温度的高低 ,会影响纤维的膨化程度、染 料的性能 （溶解性、分散性、上染率、色光等 ）以及助剂性能的发挥锦纶是 热塑性纤维,温度低时上染速率很慢，温度超过50°C,纤维的溶涨随温度升 高而不断增加温度对染料上染速率的影响还因染料的不同而有所不同，匀染性染料 的上染速率随温度升高而逐渐增加；耐缩绒染料的上染率要在染浴温度高 于60C以后才开始随温度的升高而迅速增加特别在 65〜85C的温度范围内，控制升温速率是锦纶染色成败的关键，若控制不当，就会造成上色 快、移染性差，易花难回修的问题。
若采用耐缩绒染料染锦纶时，始染温 度应为室温，在65〜85C温度段，严格控制升温速率1C/min左右，并 加入匀染剂，采取阶梯升温办法；然后升温至 95〜98C,保温45〜60min另外，这种纤维的染色性能还随染色前所受到的热处理条件而变化， 经干热定形后的纤维上染速率显著下降3.4.4 染色时的染色方法：一浴法：适用于锦纶、锦纶+人造丝（酸性染料+直接染料）、锦纶+涤纶（酸 性染料+阳离子染料/改性涤纶）、锦纶+涤纶+人造丝（酸性染料+阳离子染料/改 性涤纶+直接染料）.二浴法：适用于锦纶+人造丝（酸性染料+活性染料） 三浴法：适用于锦纶+涤纶+人造丝（性染料+阳离子染料/改性涤纶+活性染 料）.3.4.5 酸性染料染锦纶染色工艺：30 C起染（1 C/min ） —100 C （保温 30 min ）—降至 70 C（ 2C/min ） —热水洗—皂洗—热水洗—水洗—出布染色处方：酸性染料 （o.w.f） X匀染剂 （g/l） y浴比 1 ：203.5 锦纶染色采用低温染色锦纶纤维由于具有良好的强度和韧性，优良的耐磨性和回弹性，因此 广泛用作袜子、弹力衫等的材料，但是锦纶经过高温染色，尤其是筒子纱 染色后，锦纶高弹性纱的弹性会显著下降。
为了避免锦纶高温染色时弹力 的损失研究了锦纶高弹纱稀土低温染色新工艺，确定了先中性、后酸性浴 的一浴二步法低温染色新工艺结果表明，该工艺的染色效果达到或者超 过了传统 95 度左右的染色的效果， 从而保证了锦纶高弹纱的弹性， 同时有 利于节能和减少纤维损伤若采用两种染色工艺方法： 1、在 80 度用苯甲醇处理锦纶纤维 10 分 钟，然后用稀土、醋酸处理 15 分钟，随后加染料， 80度恒温染色 40分钟； 2、在 80 度用苯甲醇处理锦纶纤维 10 分钟，然后用平平加 0，稀土处理 15 分钟，随后加染料， 80 度恒温染色 20 分钟，最后加醋酸继续染 20 分 钟得出结果如下改变稀土用量，分别在醋酸染浴和中性染浴中，用 2%的 NEUTRILAN 黄 S-GL ，80 度恒温染锦纶高弹纱 40 分钟，染毕测试上染率，结果表明， 在酸性染浴中，稀土对上染率的提高几乎无作用，而在中性染浴中，随着 稀土用量的增加，上染百分率显著增加，说明稀土在中性染色时，有明显 的促染作用随着平平加 0 的加入，上染百分率有所下降，表明平平加 0 有一定的匀染作用；随着苯甲醇的加入，上染百分率有所提高，表明苯甲 醇有一定的促染作用。
苯甲醇的加入有利于锦纶纤维的膨胀化，从而使染 料在低温下向纤维内扩散的空间阻力减小， 改善锦纶纤维的低温染色性能 在中性染浴中，稀土与苯甲醇复配，有协同效应，更加有利于染料在低温 下向纤维内部扩散，但是在稀土、苯甲醇和醋酸共存的染浴中，醋酸很强 的促染作用使得稀土的促染作用不能很好地发挥可见，当各种促染剂复 配后，不一定有很好的协同作用如果改变稀土用量，并且分别采用上述两种染色工艺染锦纶纤维，染 毕测试上染百分率，结果表明在相同稀土用量的条件下，采用染色工艺 2 比采用染色工艺 1 的上染百分率高，即先在中性稀土浴中染色，后在酸性 浴中染色的染色工艺，能将稀土、醋酸、苯甲醇的促染效果都发挥出来， 从而实现锦纶纤维的低温染色稀土用量为 0.5% 时，上染百分率最高稀 土用量高于 0.55 时，会使上染百分率下降或者导致染料聚集沉淀，所以稀 土用量的选择在 0.4%~0.5% 之间为宜按照染色工艺 2 进行染色时，稀土、醋酸、苯甲醇单独使用，上染百 分率均提高，其促染效果从大到小的顺序为：醋酸、稀土、苯甲醇当这 些助剂两两复配时，上染百分率提高；当三种助剂复配时，上染百分率最 大说明按照此染色工艺染色，这些助剂有很好的协同效应，从而确定了 锦纶纤维的一浴二步法（先中性后弱酸性染色）稀土低温染色工艺。
按照以上确定的锦纶纤维一浴二步法稀土低温染色工艺，用不同染料 浓度分别染锦纶纤维，染毕测试上染百分率，并且与不加苯甲醇和稀土的 染色工艺进行比较，结果表明在相同的染料浓度下，加稀土工艺比不加苯 甲醇和稀土工艺的上染百分率高，并且随着染料用量的增加，上染百分率 之差显著增大当染料用量达到 8%时，加稀土工艺、不加苯甲醇和稀土工 艺的上染百分率分别为 88.98%和 57.83% 说明加稀土染色工艺可以实现 锦纶纤维的低温深浓度染色，而不加苯甲醇和稀土工艺不能实现锦纶纤维 的低温深浓色染色4.锦纶染色出现的预防及补救措施疵病4.1 竞染造成色花和色不符样 这是由于染化料选择不当引起的锦纶的染色饱和值很低,因此在拼染浓色 时,不同染料间的竞染就显得很突出如果选用的染料在上染率和亲和力方面差 异较大时,在不同的染色时间内,纤维染得的色泽就会大不相同,造成大小样色差 及重演性差预防及补救措施是选择上染曲线及亲和力相似、配伍性好,以及适合生产机台的 染化料系列要求打样人员要全面掌握各类染料的染色性能,选择染化料时,要综 合考虑染料的上染率、上染曲线、匀染性、色牢度性能,以及对温度和匀染剂的 敏感性等因4.2 充分考虑染料的配伍性 使用几种染料拼染时,要选用合适的染料,且控制好染料用量。
一般应尽量选 择同一公司的同一系列染料,即使不得不选用不同公司的染料相拼 ,也应尽量选 择上染曲线相似、始染温度近似,以及对温度和匀染剂敏感性相似的染料,尽量避 免发生竞染4.3 工艺不合理造成的疵病 锦纶染色对工艺要求极高工艺条件是影响染色产品色光和匀染性的重要因素，如温度、浴比、PH值等，都会影响产品的质量不合理的工艺容易产生匀染 差、色花、色柳、色差、牢度差等病疵4.4 注意匀染剂的选用及用量 针对锦纶染色匀染性及覆盖性差的特点,应在染浴中加入少量阴离子或非离 子型匀染剂,其中以阴离子型表面活性剂为主既可在染色时与染料同浴使用,亦 可以用匀染剂对锦纶进行染前处理阴离子型匀染剂在染浴中离解成负离子 ,进 入纤维,首先占据锦纶纤维上有限的染座,然后在染色过程中随温度升高逐渐被染 料所替代,降低了染料与纤维之间的结合速度 ,达到匀染的目的 ;非离子型匀染剂 则在染浴中与染料发生氢键结合,然后在染色过程中逐渐分解释放出染料,并被纤 维吸附5. 结论以及尚存在的问题随着人们对色彩、健康的要求越来越高，锦纶的染色要注意的问题也就越来 越重要了染料、助剂的选用及用量、染料的使染温度、染色温度、PH值等因 素影响着色彩的鲜艳程度、色牢度、耐摩擦牢度等等。
有些有毒的染料我们需要 少用或不用总之锦纶的染色存在的问题很多，需要解决的问题也很多，这里只 是简单的了解了一下染色的含义，更进一步的避免问题的存在需要我们继续研 究6.参考文献1、 ⑴郑光洪冯西宁《染料化学》P1142、 吴冠英 《染整工艺学》3、 范雪荣 《针织物染整工艺学》4、 针织工程手册编写组 针织工程手册（染整分册）5、 沈津清 《染整工艺》6、 杨微，杨新违.我国酸性染料的进展J].7、 陈欣荣 《纺织商品》8、张继彤. 杨新违 近年我国酸性染料的发展 染料工业致谢我的论文是在我的导师郑老师的亲切关怀和悉心指导下完成的他严肃的科 学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我从课 题的选择到项目的最终完成，郑老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持郑 老师在论文上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此谨向 郑老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意在此，我还要感谢在一起愉快的度过实习生活的工作伙伴们，正是由于你们 的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完 成，有多少可敬的师长、领导、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的 谢意!。